Numerical analysis of kerosene spray combustion in various injection preparations and emission behaviour assessment

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorHajivand, Masoud
dc.contributor.authorDolmatov, Dmytro A.
dc.contributor.authorХаджіванд, М.
dc.contributor.authorДолматов, Д. А.
dc.date.accessioned2021-11-02T10:45:21Z
dc.date.available2021-11-02T10:45:21Z
dc.date.issued2021
dc.descriptionHajivand, M. Numerical analysis of kerosene spray combustion in various injection preparations and emission behaviour assessment = Чисельний аналіз впливу різних умов впорскування гасу на процес його згоряння і утворення викидів в камері згоряння / M. Hajivand, D. A. Dolmatov // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : НУК, 2021. – № 1 (484). – С. 125–141.uk_UA
dc.description.abstractАнотація. У цій статті представлений чисельний аналіз впливу розмірів крапель рідкого гасу та кутів впорскування через розпилювач на процес горіння рідкого гасу в реальній камері згоряння. Краплі розглядаються за допомогою розподілу часток за розмірами Розіна Раммлера. Основна мета цього дослідження – оцінити температуру на виході з камери згоряння і концентрацію NO з урахуванням часу і відстані випаровування крапель під час процесу згоряння, а також спрогнозувати концентрацію CO і NO і температуру в першій зоні згоряння. Через складність чисельного моделювання двофазних потоків, таких як горіння рідкого палива, в розрахунковому дослідженні використовуються структуровані і неструктуровані сітки, з урахуванням і без урахування моделювання випромінювання. Для моделювання горіння випаруваного гасу була виконана модель flamelet для детальної кінетичної схеми хімічних реакцій між гасом і повітрям, яка інтегрована в ANSYS CFX, включаючи термічний і швидкий механізм утворення NO. Використана стандартна модель k-ϵ турбулентності з поліпшеною обробкою стінок. У цьому дослідженні як інструмент обчислювальної динаміки рідини (CFD) для прогнозування поведінки розпилення реалізована модель розпилення Ейлера-Лагранжа. Верифікація отриманих результатів виконана шляхом порівняння температури на виході і температури стінок камери згоряння з реальними експериментальними даними. Результати дослідження показують, що збільшення розміру крапель рідкого гасу призводить до підвищення температури та рівня утворення NO та СО в первинній зоні згоряння та на виході із зони згоряння, а також збільшення кута розпилення палива спричиняє підвищення температури і концентрації NO на виході з камери згоряння. У первинній зоні горіння збільшення кута конуса розпилення призводить до зниження СО, за винятком первинної зони випаровування крапель, через неповне випаровування крапель. Таким чином, у разі збільшення кута розпилювального конуса концентрація NO та значення температури зростають на відстані від 15 мм до 55 мм, тоді як ці значення нижчі на відстанях від 75 мм до 120 мм, завдяки якості змішування та неповного випаровування крапель.uk_UA
dc.description.abstract1Abstract. This paper presents a numerical analysis of liquid kerosene combustion, by means of variation of liquid kerosene droplets sizes and injection angles, through an atomizer, into a real combustor. The droplets are considered, through the Rosin Rammler droplet particles size distribution. The main purpose of this investigation is to evaluate the combustor outlet temperature and NO concentration, with regard to droplet evaporation time and distance, during the combustion process, and to predict CO and NO concentration and temperature behaviour, in the primary zone of combustion. Due to the complexity of the numerical simulation of two-phase flows, such as combustion of liquid fuels, grid independence is considered, using structured and unstructured grids, including, with and without the radiation effect modelling. For the simulation of evaporated kerosene combustion, the flamelet model was performed for the detailed kinetic scheme of chemical reactions between kerosene and air, which is integrated in ANSYS CFX, including the thermal and prompt prediction of NO. The standard k-ϵ turbulence model was used with enhanced wall treatment. In this study, the Eulerian-Lagrangian Spray Atomization model is implemented as a Computational Fluid Dynamics (CFD) tool for the prediction of spray behaviour. Verification and validation of analysis results, were considered in this study where the results, such as outlet and wall temperature of the combustor, were compared with the real experimental results. The results of this investigation show that, by increasing the liquid kerosene droplet sizes, temperature, NO formation levels and CO concentration rise, in combustion primary zone and at the exit section of combustor, and increasing the fuel spray cone angle causes to increase the temperature and NO concentration in combustor outlet. In the combustion primary zone, by increasing the spray cone angle the CO formation gives the lower value, except in the primary zone of droplet evaporation, due to the not fully vaporized droplets. So, by increasing the spray cone angle the NO concentration and temperature value rise in the distances (15 mm to 55 mm), while these values are lower in the distances (75 mm to 120 mm), due to the mixing quality and not fully droplet vaporization.uk_UA
dc.identifier.issn2311–3405 (Print)
dc.identifier.issn2313-0415 (Online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/4532
dc.language.isoenuk_UA
dc.relation.ispartofseries502:51:504.5uk_UA
dc.subjectcombustoruk_UA
dc.subjectemissionuk_UA
dc.subjectkerosene dropletsuk_UA
dc.subjectnumerical analysisuk_UA
dc.subjectevaporationuk_UA
dc.subjectradiationuk_UA
dc.subjectRosin Rammleruk_UA
dc.subjectкамера згорянняuk_UA
dc.subjectемісіяuk_UA
dc.subjectкрапельки гасуuk_UA
dc.subjectчисельний аналізuk_UA
dc.subjectвипаровуванняuk_UA
dc.subjectрадіаціяuk_UA
dc.subjectРозін Раммлерuk_UA
dc.titleNumerical analysis of kerosene spray combustion in various injection preparations and emission behaviour assessmentuk_UA
dc.title1Чисельний аналіз впливу різних умов впорскування гасу на процес його згоряння і утворення викидів в камері згорянняuk_UA
dc.title22021
dc.typeArticleuk_UA

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Hajivand.pdf
Розмір:
1.61 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
стаття
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.05 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

№ 1 (484) 2021